一、什么是熱敏電阻
熱敏電阻器是敏(min)(min)感元件的一類,按(an)照溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)系數(shu)(shu)不(bu)同(tong)分為(wei)正溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)系數(shu)(shu)熱敏(min)(min)電(dian)阻(zu)器(PTC)和(he)負溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)系數(shu)(shu)熱敏(min)(min)電(dian)阻(zu)器(NTC)。熱敏(min)(min)電(dian)阻(zu)器的典型特點(dian)是對溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)敏(min)(min)感,不(bu)同(tong)的溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)下表現出(chu)不(bu)同(tong)的電(dian)阻(zu)值。正溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)系數(shu)(shu)熱敏(min)(min)電(dian)阻(zu)器(PTC)在溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)越(yue)高(gao)時(shi)電(dian)阻(zu)值越(yue)大,負溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)系數(shu)(shu)熱敏(min)(min)電(dian)阻(zu)器(NTC)在溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)越(yue)高(gao)時(shi)電(dian)阻(zu)值越(yue)低,它(ta)們同(tong)屬(shu)于半導體(ti)器件。
二、熱敏電阻的工作原理
熱(re)敏(min)(min)(min)電(dian)阻(zu)(zu)是一種傳感器電(dian)阻(zu)(zu),熱(re)敏(min)(min)(min)電(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)阻(zu)(zu)值(zhi),隨著溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化而(er)改變(bian),與一般的(de)(de)(de)(de)固定電(dian)阻(zu)(zu)不(bu)同。金屬的(de)(de)(de)(de)電(dian)阻(zu)(zu)值(zhi)隨植度(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)而(er)增(zeng)大,但半(ban)(ban)導(dao)體則(ze)相(xiang)(xiang)反,它的(de)(de)(de)(de)電(dian)阻(zu)(zu)值(zhi)隨溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)而(er)急劇(ju)減小,并(bing)呈現非線性(xing)(xing)。在溫(wen)(wen)度(du)變(bian)化相(xiang)(xiang)同時,熱(re)敏(min)(min)(min)電(dian)阻(zu)(zu)器的(de)(de)(de)(de)阻(zu)(zu)值(zhi)變(bian)化約為鉛熱(re)電(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)10倍,因(yin)此可以(yi)說,熱(re)敏(min)(min)(min)電(dian)阻(zu)(zu)器對溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化特(te)別敏(min)(min)(min)感。半(ban)(ban)導(dao)體的(de)(de)(de)(de)這種溫(wen)(wen)度(du)特(te)性(xing)(xing).是因(yin)為半(ban)(ban)導(dao)體的(de)(de)(de)(de)導(dao)電(dian)方式是載(zai)流子(zi)(zi)(zi)(電(dian)子(zi)(zi)(zi)、空穴)導(dao)電(dian)。由于半(ban)(ban)導(dao)體中載(zai)流子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)數(shu)目(mu)遠比金屬中的(de)(de)(de)(de)自(zi)由電(dian)子(zi)(zi)(zi)少得多,所以(yi)它的(de)(de)(de)(de)電(dian)阻(zu)(zu)率很大。隨著溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao),半(ban)(ban)導(dao)體中參加導(dao)電(dian)的(de)(de)(de)(de)載(zai)流子(zi)(zi)(zi)數(shu)目(mu)就會(hui)增(zeng)多,故(gu)半(ban)(ban)導(dao)體導(dao)電(dian)率就增(zeng)加,它的(de)(de)(de)(de)電(dian)阻(zu)(zu)率也(ye)就降低了。
熱敏電阻器正是(shi)利用半導(dao)體的(de)(de)電阻值隨溫(wen)度顯著變化這(zhe)一(yi)特(te)性制(zhi)成(cheng)的(de)(de)熱敏元件。它是(shi)由某些(xie)金(jin)屬氧化物按不同(tong)的(de)(de)配方(fang)制(zhi)成(cheng)的(de)(de)。在一(yi)定的(de)(de)溫(wen)度范圍內,根(gen)據測量熱敏電阻阻值的(de)(de)變化,便可知被測介質的(de)(de)溫(wen)度變化。
將熱敏電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)安(an)裝在電(dian)(dian)路(lu)中(zhong)(zhong)使用時(shi)(shi)(shi)(shi),熱敏電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)在環(huan)境溫度(du)相同時(shi)(shi)(shi)(shi),動(dong)作時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)隨(sui)著電(dian)(dian)流的增(zeng)加而急劇縮短(duan);熱敏電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)在環(huan)境溫度(du)相對較(jiao)高時(shi)(shi)(shi)(shi)具有更短(duan)的動(dong)作時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)和(he)較(jiao)小(xiao)的維持(chi)電(dian)(dian)流及動(dong)作電(dian)(dian)流。當電(dian)(dian)路(lu)正(zheng)常工作時(shi)(shi)(shi)(shi),熱敏電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)溫度(du)與室溫相近、電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)很小(xiao),串聯在電(dian)(dian)路(lu)中(zhong)(zhong)不會阻(zu)(zu)(zu)(zu)礙電(dian)(dian)流通(tong)過;而當電(dian)(dian)路(lu)因(yin)故障而出現過電(dian)(dian)流時(shi)(shi)(shi)(shi),熱敏電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)由于發熱功率增(zeng)加導致溫度(du)上升,當溫度(du)超過開關溫度(du)時(shi)(shi)(shi)(shi),電(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)瞬間(jian)會劇增(zeng),回路(lu)中(zhong)(zhong)的電(dian)(dian)流迅速減小(xiao)到安(an)全值。
三、熱敏電阻的作用
1、測溫。作為測量(liang)溫度的熱敏電阻傳感器一般(ban)結(jie)構較(jiao)簡單,價格較(jiao)低(di)廉(lian);
2、溫度補(bu)償(chang)。熱敏(min)電(dian)阻傳感器可在(zai)一(yi)定的溫度范圍內對(dui)某些元器件濕度進行補(bu)償(chang);
3、過熱(re)(re)保(bao)護(hu)。當(dang)溫(wen)度大于突變點時,電路(lu)中的電流可(ke)以(yi)內十分之幾毫(hao)安突變為幾十毫(hao)安,因此繼電器動作,從而實現過熱(re)(re)保(bao)護(hu);
4、液面測量。
四、熱敏電阻型號
熱(re)敏電阻分別有三種型號:
1、PTC是(shi)指在某一溫度下(xia)電(dian)(dian)阻(zu)急劇增加、具有正(zheng)溫度系數(shu)的熱敏電(dian)(dian)阻(zu)現象或材料。
2、NTC是指(zhi)隨溫度上升電阻(zu)呈指(zhi)數關系(xi)減小、具有負溫度系(xi)數的熱(re)敏電阻(zu)現象和材料。
3、CTR(臨(lin)界溫(wen)度(du)熱敏電(dian)阻)具(ju)有負電(dian)阻突變特性(xing)。
五、熱敏電阻參數
1、標稱阻值Rc:一般指環境溫度為25℃時熱敏(min)電阻器的實際電阻值。
2、實際阻值(zhi)RT:在一定的溫度(du)條件下所測得的電阻值(zhi)。
3、材(cai)料常數:它是(shi)一個描(miao)述熱敏(min)電(dian)阻材(cai)料物(wu)理特性的參數,也是(shi)熱靈(ling)敏(min)度(du)指標,B值越大,表示(shi)熱敏(min)電(dian)阻器(qi)的靈(ling)敏(min)度(du)越高(gao)。應(ying)注意(yi)的是(shi),在實際工(gong)作時,B值并非一個常數,而是(shi)隨(sui)溫度(du)的升(sheng)高(gao)略(lve)有增加。
4、電阻溫度系數αT:它表(biao)示溫度變化1℃時的(de)阻值變化率,單位為%/℃。
5、時(shi)(shi)間常(chang)數τ:熱(re)(re)敏(min)電(dian)阻(zu)器(qi)是(shi)有熱(re)(re)慣性的(de)(de),時(shi)(shi)間常(chang)數,就(jiu)是(shi)一(yi)個描(miao)述熱(re)(re)敏(min)電(dian)阻(zu)器(qi)熱(re)(re)慣性的(de)(de)參數。它的(de)(de)定(ding)義為,在(zai)無功耗(hao)的(de)(de)狀態下(xia),當(dang)環境溫(wen)(wen)度(du)由一(yi)個特(te)定(ding)溫(wen)(wen)度(du)向另一(yi)個特(te)定(ding)溫(wen)(wen)度(du)突然改變(bian)(bian)時(shi)(shi),熱(re)(re)敏(min)電(dian)阻(zu)體的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)變(bian)(bian)化了兩個特(te)定(ding)溫(wen)(wen)度(du)之差的(de)(de)63.2%所需的(de)(de)時(shi)(shi)間。τ越(yue)小,表明熱(re)(re)敏(min)電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)(de)熱(re)(re)慣性越(yue)小。
6、額定(ding)功率(lv)(lv)PM:在規(gui)定(ding)的技術條(tiao)件下(xia),熱(re)敏(min)電阻器(qi)長期連續負載(zai)所允(yun)許的耗散功率(lv)(lv)。在實(shi)際使(shi)用時不得(de)超過額定(ding)功率(lv)(lv)。若(ruo)熱(re)敏(min)電阻器(qi)工作的環境溫度超過25℃,則必須(xu)相應(ying)降低(di)其負載(zai)。
7、額定工作電(dian)流IM:熱(re)敏(min)電(dian)阻器在(zai)工作狀態下規定的名義電(dian)流值。
8、測(ce)量功率(lv)Pc:在規(gui)定的環境(jing)溫度下,熱敏電阻體受測(ce)試電流加(jia)熱而引起(qi)的阻值變化不超過(guo)0.1%時所消耗的電功率(lv)。
9、最(zui)大(da)(da)電(dian)(dian)壓:對于NTC熱敏(min)(min)電(dian)(dian)阻器,是(shi)(shi)指(zhi)在規定(ding)的環境溫度(du)下,不使熱敏(min)(min)電(dian)(dian)阻器引(yin)起熱失控所(suo)允許(xu)連續(xu)施(shi)加的最(zui)大(da)(da)直流電(dian)(dian)壓;對于PTC熱敏(min)(min)電(dian)(dian)阻器,是(shi)(shi)指(zhi)在規定(ding)的環境溫度(du)和靜止空氣中(zhong),允許(xu)連續(xu)施(shi)加到熱敏(min)(min)電(dian)(dian)阻器上并保證熱敏(min)(min)電(dian)(dian)阻器正常工作在PTC特(te)性部分的最(zui)大(da)(da)直流電(dian)(dian)壓。
10、最高工作(zuo)溫(wen)度(du)Tmax:在(zai)規(gui)定的技術條件下,熱(re)敏電阻器長期(qi)連續工作(zuo)所允許的最高溫(wen)度(du)。
11、開(kai)關溫度tb:PTC熱敏(min)電阻器的(de)電阻值開(kai)始發生躍增時(shi)的(de)溫度。
12、耗散系數H:溫度增加1℃時,熱敏電阻器所耗散的功率,單(dan)位為(wei)mW/℃。